(57)【要約】【課題】  回動機構の配置が容易で、患者に与える不快感を和らげることが可能なＸ線検出装置を提供する。【解決手段】  Ｘ線を検出して電気信号に変換する平面検出器１と、平面検出器１のＸ線透過面側に配置され、平面検出器１から発生した熱を吸収する吸熱部７と、平面検出器１のＸ線透過面側に取り付けられた支持体９１と、吸熱部７を冷却するための冷媒を生成する冷却部６と、冷却部６で生成された冷媒を吸熱部７に送るための送冷媒管８３と、冷却部６が配置された本体フレーム部４とを備え、支持体９１は回動自在に本体フレーム部４と係合している。【選択図】  図１
2007135708.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｘ線を検出して電気信号に変換する平面検出器と、
前記平面検出器の前記Ｘ線透過面側に配置され、前記平面検出器から発生した熱を吸収する吸熱手段と、
前記平面検出器の前記Ｘ線透過面側に取り付けられ、前記平面検出器を支持する支持体と、
前記支持体と回動自在に係合した本体フレーム部と、
前記本体フレーム部に配置され、前記吸熱手段を冷却するための冷媒を生成する冷却手段と、
前記冷却手段で生成された冷媒を前記吸熱手段に送るための送冷手段とを
備えた特徴とするＸ線検出装置。
【請求項２】
前記本体フレーム部内に配置され、前記支持体を回動する回動手段を備えたことを特徴とする請求項１に記載のＸ線検出装置。
【請求項３】
前記送冷手段からの前記冷媒を前記吸熱手段から排出するための排冷手段を備えたことを特徴とする請求項１に記載のＸ線検出装置。
【請求項４】
前記送冷手段及び排冷手段は、弾性体材料から成る送冷媒管及び排冷媒管であることを特徴とする請求項３に記載のＸ線検出装置。
【請求項５】
前記送冷媒管及び排冷媒管は、前記平面検出器の回動軸近傍に配置されるようにしたことを特徴とする請求項４に記載のＸ線検出装置。
【請求項６】
前記冷媒を外部に排出する前記排冷媒管の排気口は、前記本体フレーム部の前記冷却手段よりも前記平面検出器から離れた位置に配置され、前記冷媒の排出方向が、前記平面検出器表面に平行或いは前記平面検出器表面から離れる方向に向けられていることを特徴とする請求項４に記載のＸ線検出装置。
【請求項７】
前記冷却手段は、外気を吸い込むと共に前記冷媒を前記吸熱手段に送り出すファンと、前記ファンにより吸い込まれた外気を冷却して前記冷媒を生成するためのペルチェ素子と、前記吸熱手段に設けられた温度センサからの温度信号に基づいて前記ペルチェ素子を制御する制御回路とを備えたことを特徴とする請求項１に記載のＸ線検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｘ線診断装置に用いられるＸ線検出装置に係り、特に平面検出器を備えたＸ線検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、医療分野においては、治療を迅速かつ的確に行うために、患者の医療情報のデータベース化が進められている。Ｘ線撮影の画像データについてもデータベース化の要求があり、それに伴いＸ線撮影画像のデジタル化が望まれている。
【０００３】
従来のＸ線診断装置では、銀塩フィルムを使用して撮影しているので、これをデジタル化するためには撮影したフィルムを現像した後、再度そのフィルムをスキャナなどで走査する必要があり、時間と手間を費やしていた。
【０００４】
最近の循環器用Ｘ線診断装置では、Ｘ線発生部及びＸ線発生部に対向して配置されたＸ線検出部と、Ｘ線発生部及びＸ線検出部を支持するＣアームとを備え、Ｘ線検出部にはＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ−ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）カメラとイメージインテンシファイアを組み合わせて用いることで、直接デジタル画像を生成する方式が利用されている。
【０００５】
しかしながら、例えば肺の撮影をする場合、４０ｃｍ×４０ｃｍ程度の領域を撮影することになるため、Ｘ線検出部に光を集光する光学部が必要であり、大型化する問題や、光学系の歪みによる解像度の低下が問題となる。
【０００６】
上記Ｘ線検出部の問題を解決する手段として、例えば１５０〜２００μｍの微小な受光媒体としての光電変換素子と、薄膜トランジスタが数１００万個配列されたエリアセンサ面とを有する平面検出器が注目されている。この平面検出器は、エリアセンサ面によりＸ線を検出して直接電気変換してデジタル画像を生成できることから、フィルムに匹敵する鮮鋭度が得られるとともに、ダイナミックレンジが極めて広く、Ｘ線照射量の大小に関わらず安定した画像が得られる。
【０００７】
しかしながら、平面検出器内の電子回路から発生する熱に対して、適切な放熱および冷却手段を施さなければシステム全体が正常に動作しない問題がある。この問題に対しては、平面検出器に冷却部を設けたＸ線検出部が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００８】
図４は、従来の平面検出器に冷却部を設けたＸ線検出部２００の構成を示した図である。Ｘ線検出部２００は、Ｘ線が入射する表面２１１、発熱領域を含む裏面２１２などを有する平面検出器２０１と、平面検出器２０１の裏面２１２に配置され、その裏面２１２から平面検出器２０１で発生した熱を冷却する冷却部２０２とを備えている。
【０００９】
冷却部２０２は、熱を伝達するシリコーンゴムのような熱伝導体２２１ａ及び２２１ｂと、熱伝導体２２１ａ及び２２１ｂの間に配置され、平面検出器２０１の裏面２１２を熱伝導体１２１ａを介して冷却するペルチェ素子２２２と、ペルチェ素子２２２から発生した熱を熱伝導体２２１ｂを介して放熱する放熱器２２３と、放熱器２２３を強制空冷するファン２２４とを備えている。
【００１０】
そして、平面検出器２０１は、平面検出器２０１の表面２１１に対向して配置された図示しない寝台上に載置された被検体を透過したＸ線を検出する。
【特許文献１】特開平１１−２７１４５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、Ｘ線撮影時に平面検出器２０１を、平面検出器２０１の軸線Ｘ−Ｘが被検体の体軸に対して斜めに入れた場合、方形に形成された平面検出器２０１の角部分がＸ線照射領域から外れてしまい、Ｘ線検出面を有効に利用できなくなるので、平面検出器２０１の辺が被検体の体軸方向と平行になるように回動する必要が生じる。しかしながら、ペルチェ素子２２２、放熱器２２３、ファン２２４などで構成される冷却部２０２が、平面検出器２０１の裏面２１２に一体的に固定されているので、平面検出器２０１を回動させる回動機構を設けたとしても回動不要な冷却部２０２までも回動させることになり、回動機構に不要な負荷をかけることになる。
【００１２】
また、平面検出器２０１及び冷却部２０２が患者近傍に設定されるので、患者に対してファン２２４による粉塵の巻き上げや、回転ノイズ、風当たりなどの衛生上好ましくない問題や不快感を与えてしまう問題がある。
【００１３】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたもので、回動機構の配置が容易で、患者に与える不快感を和らげることが可能なＸ線検出装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記問題を解決するために、本発明のＸ線検出装置は、Ｘ線を検出して電気信号に変換する平面検出器と、前記平面検出器の前記Ｘ線透過面側に取り付けられた支持体内に配置され、前記平面検出器から発生した熱を吸収する吸熱手段と、前記支持体と回動自在に係合した本体フレーム部と、前記本体フレーム内部に配置した冷却手段及び回動手段とを備え、前記本体フレーム部内の冷却手段を、前記吸熱手段から前記回動手段を介して離間した位置に配置し、前記吸熱手段は前記冷却手段と、前記冷却手段からの冷媒を送る送冷媒管、及び前記吸熱手段から吸収した熱を排出する排冷媒管で接続したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、平面検出器からの熱を吸収するコンパクトな吸熱部を平面検出器に配置し、吸熱部を冷却する冷却部を平面検出器から離間して配置することにより、容易に平面検出器を回動することができ、また、患者近傍での粉塵の巻上げや回転ノイズ、風当たりを軽減できるので、患者に対して衛生面の向上を図り不快感を和らげることができるＸ線検出装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明の実施例を説明する。
【実施例】
【００１７】
以下、本発明のＸ線検出装置の実施例を、図１及び図３を参照して説明する。  
図１は、本発明による実施例のＸ線検出装置１０の構成を示したブロック図である。このＸ線検出装置１０は、Ｘ線を検出して電気信号に変換する図２で概略構成を説明する平面検出器１と、平面検出器１の制御を行う検出器制御部２と、平面検出器１から出力された電気信号を処理してＸ線投影データを生成する信号処理部３と、本体フレーム部４とを備えている。
【００１８】
ここで、図２を参照して、平面検出器１の概略構成を説明する。平面検出器１は、Ｘ線が入射する表面近傍に配置されたＸ線を電荷に変換する検出素子１１と、検出素子１１に読み出し用の駆動パルスを供給するゲートドライバ１５と、検出素子１１とゲートドライバ１５間を接続する走査線１６と、検出素子１１に蓄積された電荷を電圧に変換するアンプ１７と、検出素子１１とアンプ１７間を接続する信号線１８と、アンプ１７から出力された信号を選択するマルチプレクサ１９と、マルチプレクサ１９からのアナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄコンバータ２０とを備えている。
【００１９】
検出素子１１は、矢印で示した列方向及びライン方向の２次元に配列された多数の検出素子１１（１１ａａ、１１ａｂ、１１ｂａ、１１ｂｂ）から構成されている。各素子１１はＸ線を感知し入射Ｘ線量に応じて電荷を生成する光電膜１２（１２ａａ、１２ａｂ、１２ｂａ、１２ｂｂ）と、この光電膜１２に発生した電荷を蓄積する電荷蓄積コンデンサ１３（１３ａａ、１３ａｂ、１３ｂａ、１３ｂｂ）と、電荷蓄積コンデンサ１３に蓄積された電荷を所定のタイミングで読み出す薄膜トランジスタなどのスイッチング素子（ＳＷ）１４（１４ａａ、１４ａｂ、１４ｂａ、１４ｂｂ）とを備えている。
【００２０】
以下では説明を簡単にするために、検出素子１１が列方向（上下方向）、及びライン方向（左右方向）に２素子ずつ配列されている検出素子１１ａａ、１１ａｂ、１１ｂａ、１１ｂｂの構成について説明する。
【００２１】
光電膜１２ａａ、１２ａｂ、１２ｂａ、１２ｂｂの第１の端子と、電荷蓄積コンデンサ１３ａａ、１３ａｂ、１３ｂａ、１３ｂｂの第１の端子とが接続され、更に、その接続点はＳＷ１４ａａ、１４ａｂ、１４ｂａ、１４ｂｂのソース端子へ接続される。
【００２２】
一方、光電膜１２ａａ、１２ａｂ、１２ｂａ、１２ｂｂの第２の端子は、図示しないバイアス電源に接続され、電荷蓄積コンデンサ１３ａａ、１３ａｂ、１３ｂａ、１３ｂｂの第２の端子は接地される。
【００２３】
更に、ライン方向のＳＷ１４ａａ及びＳＷ１４ｂａのゲートは走査線１６の走査線１６ａに共通接続され、また、ＳＷ１４ａｂ及び１４ｂｂのゲートは走査線１６の走査線１６ｂに共通接続される。
【００２４】
一方、列方向のＳＷ１４ａａ及び１４ａｂのドレイン端子は信号線１８の信号線１８ａに共通接続され、また、ＳＷ１４ｂａ及び１４ｂｂのドレイン端子は信号線１８の信号線１８ｂにそれぞれ共通接続される。そして、信号線１８ａ、１８ｂはアンプ１７のアンプ１７ａ、１７ｂに接続されている。
【００２５】
ゲートドライバ１５は、Ｘ線照射によって各検出素子１１の光電膜１２で発生し電荷蓄積コンデンサ１３にて蓄積される信号電荷を読み出すために、ＳＷ１４のゲート端子に読み出し用の駆動パルスを供給する。
【００２６】
アンプ１７ａ、１７ｂは、信号線１７ａ、１７ｂを介して列単位で検出素子１１の電荷蓄積コンデンサ１３ａａ、１３ａｂ、１３ｂａ、１３ｂｂから読み出された電荷を電圧に変換し増幅する。
【００２７】
マルチプレクサ１９は、アンプ１７によって増幅された信号を検出素子単位で選択してＡ／Ｄコンバータ２０に出力し、Ａ／Ｄコンバータ２０は、マルチプレクサ１９から入力したアナログ信号をデジタル信号に変換して信号処理部３に出力する。
【００２８】
信号処理部３は、検出器制御部２の制御に基づいて平面検出器１のＡ／Ｄコンバータ２０から出力されたデジタル信号を処理してＸ線投影データを生成する。
【００２９】
図１に戻って、本体フレーム部４は、平面検出器１を冷却する冷却機構５と、平面検出器１を回動する回動機構９とを備えている。本体フレーム部４は、図３に示すように、平面検出器１の裏面１ｂに配置され、冷却機構５ａ、回動機構９、及び冷却機構５ｂを収納配置している。
【００３０】
本体フレーム部４のケースは、平面検出器１の裏面１ｂに平行な上部４ａ、下部４ｃ、及び裏面１ｂに垂直な側部４ｂ１、傾斜する側部４ｂ２、更には両側面４ｂ３と、下部４ｃ部分でケースを回動自在に支持する平面検出器１の裏面１ｂに固定された支持体９１などから収納室を形成している。そして、本体フレーム部４の上部４ａ及び側部４ｂ１で冷却機構５ｂを保持し、また側部４ｂ１及び下部４ｃで回動機構９を保持している。支持体９１内に冷却機構５ａを収納している。
【００３１】
更に、図３を参照して、冷却機構５ａ、５ｂ及び回動機構９の構成を説明する。  
冷却機構は、外気を吸い込み冷却する冷却部６等からなる冷却機構５ｂと、平面検出器１から発生した熱を吸収する吸熱部７等からなる冷却機構５ａと、冷却部６、吸熱部７間に接続された管部８とを備えている。
【００３２】
冷却部６は、外気を吸い込むファン６１と冷却フィン６２を介して吸い込んだ外気から冷媒を生成する冷却器６３と、冷却器６３を制御する制御回路６４と、冷却器６３に発生した熱を放熱する放熱器６５とを備え、本体フレーム部４の側部４ｂ１の上方に固定されている。また、冷却部６の上部には管部８の吸気ダクト８２の一端が接続され、その下部には管部８の送冷媒管８３の一端が接続されている。
【００３３】
ファン６１は、吸気ダクト８２を介して吸い込んだ外気をアルミニウム、銅などの熱伝導性の高い材料からなる冷却フィン６２に送り出し、冷却フィン６２はファン６１からの外気を冷却して冷媒を生成する。そして、冷却フィン６２により生成された冷媒を送冷媒管８３に送り出す。
【００３４】
ペルチェ素子などからなる冷却器６３は、その一面を形成する吸熱側に冷却フィン６２が接合され、他面を形成する発熱側に放熱器６５が接合されている。なお、放熱器６５には、強制冷却ファンを設けるようにしてもよい。
【００３５】
制御回路６４は、側部４ｂ１の外側に取り付けられ冷却機構５ａの吸熱部７からの温度信号に基づいて冷却器６３を制御して、吸熱部７の温度を所定の範囲内に調整する。
【００３６】
支持体９１内に収納配置される冷却機構５ａを構成する吸熱部７は、アルミニウム、銅などの熱伝導性の高い材料からなる対向する方形の上面板及び下面板間に同じ材料で製作された蛇行した流路を配置して構成され、流路内部の温度を測定する温度センサ７ａを備えている。
【００３７】
また、吸熱部７の流路の一端には、送冷媒管８３の他端が接続され、流路の他端には管部８の排冷媒管８４の一端が接続され、排冷媒管８４の他端は本体フレーム部４内を通って上部４ａから外部に連通している。
【００３８】
温度センサ７ａは、熱伝対、サーミスタなどのセンサからなり、吸熱部７内部の温度を測定し、その温度信号を冷却部６の制御回路６４に出力する。
【００３９】
そして、吸熱部７は、送冷媒管８３を介して冷却部６から吸熱部７の蛇行した流路に送り込まれた冷媒で平面検出器１の熱を吸収した後、冷媒を本体フレーム４の上部４ａから導出した排冷媒管８４の排気口８５から排出する。
【００４０】
このように、吸熱部７は、その内部に熱を吸収する冷媒の流路が設けられているだけなので、その上面と下面間の厚みが少ないコンパクトサイズになっており、平面検出器１の吸熱部が配置された裏面１ｂには、上方の空間を利用して後述する回動機構９を設けることができる。なお、８６は送冷媒管８３及び排冷媒管８４を保持する管保持部である。
【００４１】
吸気ダクト８２は、シリコーンゴム、軟質塩化ビニール樹脂などの弾性体材料からなる。送冷媒管８３及び排冷媒管８４は、吸熱部７の蛇行する流路両端からＸ線検出装置１０の中心軸１０ａ近傍間では、硬質塩化ビニールなどの硬質管材が使用され、吸熱部７の上面から離れて水平に配置され、又、硬化管材の中心軸１０ａ近傍に位置する他端と冷却部６及び排気口８５間では、シリコーンゴム、軟質塩化ビニール樹脂などの弾性体管材がゆとりを持った長さで配置され、全ての管材の外周には断熱材が施されている。
【００４２】
排気口８５からの冷媒の排出方向の設定は、平面検出器１の表面１ａ側に位置される患者に対して直接当たらない方向、即ち表面１ａ（或いは裏面１ｂ）に平行な方向或いは表面１ａ（或いは裏面１ｂ）から離れる方向であればよい。
【００４３】
管保持部８６は、冷却部６の下方にあって吸熱部７の上面に平行に配置され、その一端部が側部４ｂ１に固定されて管保持部８６に形成された２つの穴に送冷媒管８３及び排冷媒管８４を貫通させて支持している。
【００４４】
回動機構９は、平面検出器１の裏面１ｂに固定された支持体９１と、この支持体９１と係合する本体フレーム部４の下部４ｃが形成する空間部に収納されており、支持体９１を回動するモータ９２と、モータ９２の回動力を支持体９１に伝達するピニオン９３及びギア９４と、支持体９１の回動を円滑にするベアリング９５とを備えている。
【００４５】
本体フレーム部４の下部４ｃの中間部に設けた開口４ｃ１内に支持体９１の係合鍔部９１ａが係合し、この係合鍔部９１ａと本体フレーム４の下部４ｃが対向する面間にベアリング９５が配置されている。
【００４６】
モータ９２は、回転軸を下に向けて側部４ｂ１の内側に固定されモータ９２の回転軸には環状のギア９４に係合したピニオン９３が固定されている。
【００４７】
ギア９４は、その回転中心が開口４ｃ１の中心軸１０ａに一致する位置に配置され、支持体９１の係合鍔部９１ａの上面に固定されている。ピニオン９３及びギア９４を介して伝達されるモータ９２からの回動力が、ベアリング９５を介して支持体９１を回動し、その支持体９１の回動によって平面検出器１が中心軸１０ａを回動軸にして回動する。
【００４８】
なお、送冷媒管８３及び排冷媒管８４は、中心軸１０ａ近傍に挿通配置され、且つ夫々の管材が弾性体でゆとりを持って配置することにより、平面検出器１の回動によって、送冷媒管８３及び排冷媒管８４が閉塞されて冷媒が流れなくなることはない。
【００４９】
以上述べた本発明の実施例によれば、平面検出器が発生した熱を吸収するコンパクトな吸熱部を平面検出器の裏面に配置し、吸熱部を冷却する冷却部を平面検出器から離間した位置に配置することにより、平面検出器を回動する回動機構を容易に設けることができる。
【００５０】
また、吸熱部へ冷却部からの冷媒を送る送冷媒管、及び吸熱部から冷媒を排出する排冷媒管を弾性体材料にし、且つゆとりある長さにして平面検出器の回動軸近傍に配置することにより、平面検出器を回動しても送冷媒管及び排冷媒管が閉塞されることなく冷媒を流すことができる。
【００５１】
更に、冷却部を患者近傍に設定される平面検出器から離間して配置できるので、更に排気口を平面検出器から離れた位置に配置することにより、患者に与える冷却部からの粉塵の巻上げや回転ノイズなどの影響を軽減できる。従って患者に対して衛生面を向上し不快感を和らげることができる。また、排気口冷媒の排出方向をその裏面に平行或いはその裏面から離れる方向に設定することにより、患者に与える不快感を和らげることができる。
【００５２】
なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、吸気口と排気口間を接続して循環流路を形成し、ファンを水などの液体冷媒を循環する循環ポンプに置き換えて、平面検出器を冷却して実施するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の実施例に係るＸ線検出装置の構成を示すブロック図。
【図２】本発明の実施例に係る平面検出器の概略構成を説明するための図。
【図３】本発明の実施例に係る冷却部の構成を示す図。
【図４】従来のＸ線検出装置の構成を示す図。
【符号の説明】
【００５４】
１  平面検出器
２  検出器制御部
３  信号処理部
４  本体フレーム部
５  冷却機構
６  冷却部
７  吸熱部
７ａ  温度センサ
８  管部
９  回動機構
１０  Ｘ線検出装置
６１  ファン
６２  冷却フィン
６３  冷却器
６４  制御回路
６５  放熱器
８１  吸気口
８２  吸気ダクト
８３  送冷媒管
８４  排冷媒管
８５  排気口
８６  管保持部
【図１】
2007135708.tif 000003
【図２】
2007135708.tif 000004
【図３】
2007135708.tif 000005
【図４】
2007135708.tif 000006